JPS6173980A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機におけるトナー画像の定着装置に関し
、特に、セラミックコアを用いた新しい構造の加熱ロー
ルと、その加熱ロールの発熱体への給電、および、その
駆動装置の構成に関する。

（従来の技術） 従来より一般に用いられている加熱ロールは、第３図に
示すように、中空な加熱ロール３の内部空間に加熱素子
２３を収容し、この加熱素子２３に通電することにより
加熱ロール３を加熱し、用紙２１に移転されたトナー画
像を加圧ロール２との間で挟んで加圧した状態で、熱に
より定着を行うようにしている。

そして、その定着装置は、矢印方向に回転されるように
なっているもので、その加熱素子は、通電用のリング等
を用いて通電されるように構成されていることが多い。

ところが、上記したような加熱ロールを用いた場合には
、その加熱ロールの内部に設けられた熱源、たとえば、
ハロゲンランプ等により加熱が行われるようになってい
るために、ロール表面の温度をその設定温度まで上昇さ
せる際には、ロール全体を暖める必要があり、そのこと
により、従来の複写機においては、１〜１０分程度のウ
オームアツプタイムが必要とされている。

したがって、上記したような理由により、複写機のスイ
ッチをオンにしてから、そのウオームアツプタイムだけ
複写の１ｌｌｆ￥を待つ必要があり、オペレータに余分
な待ち時間を持たせることを強いている。

また、上記したような従来の複写様の欠点を解消するも
のとして、特開昭５６７１０９３８１号公報に示される
ような加熱ロールが提案されている。

上記した従来例においては、ロールの表面に形成したセ
ラミック粉層を発熱体とし、定着温度への立上がりを迅
速にすることを可能にしているものである。

さらに、特開昭５８−２１７９７４号公報に示される加
熱ロールにおいては、金属製のコアの表面に絶縁層を介
して薄い膜状の発熱体を形成し、ロールの加熱を行うよ
うに構成しているものもある。

ところが、上記したような従来例においては、そのいず
れもが、ロール本体と、発熱体が一体に構成されており
、ロールの回転とともに発熱体を回転させ、その発熱体
に給電を行うためには、スリップリングや電極ブラシ等
の、すべりを許容する電気接点を用いる必要がある。

しかしながら、一般に加熱ロールに用いられるヒーター
は、小型複写機においても、５００〜１ｏｏｏｗと大き
いものであり、上記したような電気接点を流れる電流も
、１００ｖの電圧で５〜１０Ａと非常に、大きな電流と
なっているのが多く、さらに、加熱ロールの表面の温度
も、１５０〜２００℃と比較的高温になっているために
、上記したような電気的な接点がその高温による焼損や
、それによる接触不良、または、接点の摩耗等により、
充分な給電が行われないようになってしまったり、また
は、その接点の接触不良により発生される火花放電等に
よって、曙器の誤動作等が発生しやすい等の欠点を持っ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したような従来の定着装置における欠点
を解消するもので、加熱ロールの加熱温度の立ち上がり
を迅速にするとともに、給電装置としてすべりを許容す
るような接点を用いることなく、したがって、給電不良
やノイズを発生することのない給電装置と、その加熱ロ
ールの駆動装置を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明の定
着装置の加熱ロールは、円筒状のセラミックコアと、そ
の周囲に形成された発熱体と、その上を覆うようにして
設けられた離型層とから構成される。

そして、前記加熱ロールの発熱体には、セラミックコア
を貫通して、その中心部に突出する棒状電極に、コイル
状に形成した電線を直接接続し、その電線のコイル状の
部分が加熱ロールの回転を吸収するように構成している
。

また、加熱ロールの駆動装置として、正逆回転の可能な
駆動装置を用い、定着工程の間は正回転を行い、その回
転によりコイル状の電線に蓄積された電線のねじれを、
その後で逆回転により解放するようにしている。

したがって、本発明の装置においては、発熱体に対する
給電を直結方式で容易に行い得るようにするとともに、
その部分に故障等が発生することを完全に防止出来るよ
うに構成している。

（実施例） 図示された実施例にしたがって、本発明の定着装置の構
成を説明すると、第１図に示されるように本発明の定着
装置１は、加圧ロール２と、加熱ロール３とから構成さ
れている。

加熱ロール３は、円筒状のセラミックコア４の表面に発
熱体５を形成し、さらに、その表面を覆うようにして離
型層６を形成する。

また、発熱体５に接続される一対の棒状電極７、７は、
前記セラミックコア４を貫通し、その中心部に向かって
突出するようにして形成されており、その各々の端部に
電線８．８を接続し、その電線のｆｌａｉ！ｌをセラミ
ックコアの両側部に引出ずとともに、電Ｂ８の引出し部
分には、コイル状部分を形成している。

さらに、加熱ロール３の両側をフレーム１０．１０に夫
々形成した軸受１１によって回転可能に支持し、その一
方に駆動用の歯車１４を固定して設けている。

この駆動用歯車１４には、正転および逆回転の可能なり
Ｃサーボモータ等の駆動モータ１２に接続される歯車１
３を噛合わせ、そのモータ１２をコントローラ１５によ
り制御するようにしている。

また、第２図に示されるように、本発明の定着装置１は
、上記したような加熱ロール３と、それに対向して形成
される加圧ロール２とから構成されるもので、この加圧
ロール２は、円筒状の金屑コア１６の表面に、スポンジ
等の弾性体１７を一体に被覆して構成されている。

そして、この定着装置１は、その前後の用紙搬送路部分
としてガイド板２０を形成し、その用紙２１のガイドを
行うように構成するとともに、加熱ロール３の周囲の所
定の位置に、温度センサー１８と、用紙の剥離を行うた
めの剥離爪１９等を形成し、用紙２１を加圧しながら加
熱し、用紙２１の上の転写されたトナー２２によるトナ
ー１ｉ！ｉｉｍの定着を行い、加熱ロール３からの用紙
の剥離と送り出しを行う。

つぎに上記したような構成による加熱し１−ル３の動作
について、説明を行うと、図示を省略した感光体ドラム
から、トナー画像が転写された用紙２１が搬送されて来
ると、定着装置１はその用紙２１の長さだけ駆動モータ
１２により正転方向に駆動されて、加熱と加圧を行って
トナー画像の定着を行うが、その駆動により電線８には
そのコイル状の部分９にねじれが発生する。

そして、その用紙２１が通過した侵で、コントローラ１
５により駆動モータ１２を逆回転させ、前記定着工程で
の回転と同じだけの逆回転により、そのねじれを解放す
る。

連続コピーを行う場合には、上記したようにして正回転
と逆回転とを繰返して行うようにするが、電ｔｉ１８の
ねじれは、コイル状部分９にのみ発生するようにしてい
るものであるから、他の直線状の電線８の部分には、そ
のねじれの影響は全くないものとなる。

通常１枚のコピーをとる場合には、加熱ロール３は３〜
６回転するように構成されているが、その程度のロール
の回転による電線のコイル状部分９におけるねじれは、
電線の長さにして約２０ｃｔｍ程度の余裕があれば、何
等支障は発生しないものである。そして、本発明の装置
においては、その電線をコイル状に形成しているもので
あるから、大きなスペースを必要とすることなく、許容
可能なねじれの回転数も増加させることが出来ることに
なる。

さらに、本発明の装置においては、電線のねじれ方向を
右゛と左の両方向に対して可能なように構成、すること
により、最大のねじれ回数は、１／２にすることが出来
、１コピー毎に加熱ロール３を逆回転することなしに、
２〜５コピー毎にまとめて１回の逆回転を行い、ねじれ
を解消することも可能になる。

本発明の実施例においては、加熱ロール３は、その直径
が２５Ｍ１長ざ２５０＃、肉厚１．５ｍのセラネック製
の円筒型のものの表面に、発熱体層５を形成し、さらに
、その外表面に離型Ｍ６としてフッ素樹脂がコーティン
グされている。そして、ロール３の両端部の近くで発熱
体５に接続される棒状電極７．７がセラミック層を貫通
して設けられており、その棒状電極７．７に電線８が接
続されており、その電線８．８の各々に７回ずつ巻かれ
たコイル状部分９．９が形成される。

また、本発明においては、その電線として、シリコン電
線が用いられているが、その他の適当な曲げに強い別の
種類のものを用いても良い。そして、この電線のｒａ部
は、１００Ｖ、６Ａの電源に接続されている。

したがって、本発明の加熱ロール３においては、そのウ
オームアツプタイムとして、約２５秒必要になるが、こ
の時間は、従来のロール内部にハロゲンランプ等の加熱
素子を設けたものに比較して、非常に短いものになる。

ざらに、加圧ロール２としては、直径１５釧の金属コア
にシリコンスポンジの弾性体１７を５原の厚さに被覆し
ているもので、加熱ロール３とは約５　Ｋｇの加重にて
接触させている。

本発明の定着装置を用いて定着の動作を行う際には、例
えば、加熱ロール３を７０ｍ／ｓｅｃの回転速度で、５
秒間圧回転させて定着を行い、それが終了すると、１４
０ｍ／ｓｅｃの速度で２．５秒間の逆回転を行い、電線
のねじれを解放する。この場合、電線のねじれは約４．
５回転であり、この程度のねじれでは、電線の疲労破断
にはほとんど影響を与えないものである。

なお、上記した本発明の実施例においては、加熱ロール
３の駆動をＤＣサーボモータによって行うように構成し
ているが、その駆動装四としては、上記したようなもの
に限定されるものではなく、他のモータ類、例えば、Ｄ
Ｃモータを用いるか、または加熱ロール専用のモータを
用いずに、ロール３の正回転時にねじりバネに蓄えられ
たバネ力を利用して、ロール３を逆回転させるように形
成しても良い。

また、加熱ロールの回転量の累積誤差をなくするために
、逆回転の終了点にセンサーを設け、常に一定位置にロ
ールを停止させるようにするとともに、正回転を開始出
来るように構成しても良い。

（発明の効果） 上記したように本発明の定着装置は、その加熱ロールを
１コピー毎に正回転と逆回転とを行わせるようにしてい
るものであり、その加熱ロールの発熱体への給電を、棒
状電極に直結した電線により行い、その際に発生する電
線のねじれをコイル状部分で吸収出来るようにしている
。したがって、本発明の装置においては、従来の装置の
ように、スリップリングのような電極の摺動部分がない
ので、熱により影響されて接触不良を発生する等の、欠
点が完全に解消されることになる。

また、本発明の加熱ロールに形成する発熱体は、そのロ
ールの表面のみを加熱するだけで良いので、複写確のス
イッチを入れてすぐ後で複写の動作を行うことを可能に
し、従来の装置のように長い時間持つ必要が無くなり、
コピー能率を大幅に向上させることを可能にしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示す横断面図、第２図は、そ
の縦断面図であり、第３図は、従来例の構成を示す説明
図である。 図中の符号 １・・・・・・定着装置、２・・・・・・加圧ロール、
３・・・・・・加熱ロール、４・・・・・・セラミック
コア、５・・・・・・発熱体、６・・・・・・離型層、
７・・・・・・棒状電極、８・・・・・・電線、９・・
・・・・コイル状部分、１０・・・・・・フレーム、１
１・・・・・・軸受、１２・・・・・・駆動モータ、１
３．１４・・・・・・歯車、１５・・・・・・コントロ
ーラ、１６・・・・・・金属コア、１７・・・・・・弾
性体、１８・・・・・・温度センサー、１９・・・・・
・剥離爪、２０・・・・・・ガイド板、２１・・・・・
・用紙、２２・・・・・・トナー、２３・・・・・・内
部加熱素子。 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒型のセラミックコアの表面に発熱体を形成し、その
   発熱体の表面に離型層を設けて加熱ロールを形成し、該
   発熱体に接続する棒状電極を前記セラミックコアからそ
   の中心部に貫通して設け、該棒状電極に接続する電線に
   コイル状部分を形成するとともに、前記加熱ロールを駆
   動するモータを正逆回転可能なものとして構成し、該駆
   動装置の正転および逆回転により、コイル状電線を巻い
   たり、巻き戻したりするように構成したことを特徴とす
   る定着装置。